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电动汽车的未来将从电池技术的革新开始

2019-11-14
来源:电子发烧友
关键词: 电动汽车 动力电池

  提到电动汽车未来,关键在于降低电池成本,相对基础电池材料革命艰难,动力电池CTP似乎成为捷径,这到底是为什么。据公开资料显示,在我国新能源车补贴6月滑坡后,新能源车销量连续3月暴跌,其中比亚迪跌幅最大达到31%,根源是新能源车成本压力带来涨价,让它们终端性价比低于燃油车,动力电池成本则是杀手锏,因为其在整车制造中成本占比最低达到10%,最高则达到40%,国产车占比要比进口车高得多。

  众所周知,三元锂电池和磷酸铁锂电池是当前两大商用电池,其中磷酸铁锂电池以高安全性应用于电动客车领域,三元锂电池则以储能密度高优势受到电动乘用车青睐,同时更在新能源车补贴向高续航方向倾斜引导下,NCA811和NCM811高镍三元锂电池逐渐成为市场主流。

  据悉,高镍三元锂电池虽然在储能密度上遥遥领先,同时还因为降低钴金属使用数量,达到降低电池制造成本目标,但却会带来热失控温度降低的不良后果,导致电动汽车在快速充电及激烈驾驶情况下容易自燃,给车主用车带来安全隐患。

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  由此,动力电池基础材料革命,就成为电动汽车发展关键,其中固态锂电池被成为下一代电池,我国更是制定了完善发展路线,其中2020年前采用高镍正极+准固态电解质+硅碳负极可以实现 300 Wh/Kg,2025年前采用富锂正极+全固态电解质+硅碳/锂金属负极电池可以实现400 Wh/Kg,2030年前采用燃料/锂硫/空气电池实现500 Wh/Kg。

  事实上,固态锂电池虽然在储能密度、使用安全及制造成本上都占据优势,但实际却还有三大技术瓶颈,让它很难实现商业化应用,首先是固体电解质离子电导率低,其次是固体电解质机械性能差,再者是固体电极与固体电解质界面接触性差,这都会影响到固态锂电池循环寿命和倍率性能。

  业内人士指出,相对于电池基础材料革命艰难,其实还有一条降低电池制造成本捷径,它就是将电芯制造和PACK制造合二为一的CTP生产电池方法,通过取消电芯功能集成管理模组,按照宁德时代CTP技术数据,不仅可以让电池包体积利用率提到15-20%,电池包零部件数量减少40%,生产效率提升50%,同时还能让电池包能量密度提升10%-15%,达到200WH/kg,从而达到降低电池制造成本目的。

  不过,CTP省去模组也存在隐患,因为电池模组除了对电芯起到支撑、固定和保护作用外,还保护其不发生有损性能的形变、控制电芯温度和避免热失控传播,一旦取消电池模组,直接由电芯组成电池包,将大大降低电池可靠性和电池安全管理难度。

  同时,CTP电池包对电芯产品一致性提出更高要求,根据业内技术人士的说法,采用CTP会导致电池未来开发的灵活性受限,因为一旦定型之后,PACK就不能有大的改动。改动必然带来成本增加,配一款新车就要重新做一遍模组实验,做一遍PACK实验,不过这恰是电动汽车行业标准统一契机,代表着未来发展方向。


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